1、普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材高 等 職 業(yè) 教 育 機 電 類 規(guī) 劃 教 材機 械 工 業(yè) 出 版 社 精 品 教 材模具材料及表面處理（第二版）主編：吳兆祥一、模具材料技術在模具工業(yè)中的地位1、模具是重要的加工工藝裝備緒 論 汽車、拖拉機零件： 70% 塑料制品： 80%90% 日用五金： 60%70%2、模具材料技術對模具及被加工產(chǎn)品的影響 模具材料技術影響到模具的制造成本。 模具材料技術影響到模具的壽命，從而影響產(chǎn)品成本。 模具材料技術影響模具的質量，從而影響產(chǎn)品的質量。3、行業(yè)要求合理選用模具材料。合理實施模具的熱處理及表面處理。大力推廣模具新材料、新工藝、新技術的應用。二、

2、國內(nèi)、外模具材料技術水平概況1、國內(nèi)概況 模具鋼系列化水平提高，現(xiàn)納入GB有26只鋼。 研制出不少新型模具鋼：冷作模具鋼有GD、CH-1、LD、65Nb、CG-2等。熱作模具鋼有5Cr2NiMoVSi、HM1、012Al、HD等。塑料模具鋼有P20、718、8Cr2S、5NiSCa等。 硬質合金和鋼結硬質合金應用成熟。 強韌化處理新工藝廣泛采用。 表面技術水平不斷提高。2、國外概況 發(fā)達國家的模具鋼系列化標準化程度高。 發(fā)達國家模具鋼品種規(guī)格齊全，多以厚板方料扁料類型并經(jīng)預處理狀態(tài)供應市場。 發(fā)達國家模具鋼冶金技術先進，鋼材的純凈度、均勻性高。 發(fā)達國家重視模坯及模具使用的后處理。 發(fā)達國家模

3、具表面處理設備及工藝先進。三、課程性質與學習要求本門課程屬于專業(yè)課程，學習要求如下：掌握各類模具材料的特性、強韌化方法、使用范圍。正確選用模具材料熱處理方法。熟悉各類模具的表面處理及選用。第一章 模具材料概論第一節(jié) 模具及模具材料分類一、模具分類冷作模具：冷沖模、冷擠壓模、冷墩模、拉絲模等。熱作模具：熱鍛模、熱擠壓模、壓鑄模、熱沖裁模等。成形模具：塑料模、橡膠模、陶瓷模、玻璃模、粉末 冶金模等。按工作條件分：按材料、工藝、設備分：10類二、模具材料分類模具材料模具鋼冷作模具鋼熱作模具鋼塑料模具鋼其他模具材 料鑄鐵非鐵金屬及合金硬質、鋼結硬質合金非金屬材料第二節(jié) 模具材料的主要性能指標一、強度強

4、度是表征材料變形抗力和斷裂抗力的性能指標冷作模具材料的變形抗力指標是：0.2或s熱作模具材料的變形抗力指標是：高溫強度冷作模具的斷裂抗力指標是：b、bb、抗壓0.2和K1C影響強度的主要因素有：鋼的化學成分金相組織內(nèi)應力狀態(tài)二、硬度與熱硬性硬度是衡量材料軟硬程度的性能指標。熱硬性是指模具材料在高溫條件下保持高硬度的能力。模具對硬度的要求一般是：冷作模具為：5260HRC熱作模具為：4052HRC 因為硬度實際上反映了材料的綜合力學性能，所以模具的性能要求在圖樣上只用硬度標注。影響硬度和熱硬性的因素主要有：鋼的化學成分熱處理工藝表面處理工藝三、耐磨性表征材料抗磨損的性能。評價耐磨性指標：磨損量或

5、相對磨損量磨損形式主要有： 磨料磨損 粘著磨損 氧化磨損 疲勞磨損影響磨損的因素有： 化學成分 組織狀態(tài) 力學性能 潤滑條件四、韌性 韌性是指材料在沖擊載荷作用下抵抗脆斷的能力。 評介指標：沖擊韌度ak、靜彎曲撓度 影響因素：鋼的成分、組織和冶金質量 例如：碳含量越低、雜質越少，鋼的韌性越高；細晶粒組織、M板、B下、S回都具有高的韌性。三、耐熱性 表征模具材料在較高溫度條件下仍能保持正常工作的能力。 評價指標：高溫熱穩(wěn)定性、抗氧化性 高溫熱穩(wěn)定性常以材料在600700時的屈服強度表示。 影響因素：再結晶溫度 回火穩(wěn)定性五、耐蝕性 含有氯、氟的被加工材料對模具型腔具有一定的腐蝕性。 合金化和表面

6、處理是提高耐蝕性的主要方法。第三節(jié) 模具的失效形式及分析一、模具的失效形式冷沖壓模具過量塑性變形而失效：模具的失效形式： 模具工作部分損壞而不能修復，稱為失效。熱鍛模塌陷、磨損失效：冷鐓沖頭磨損、折斷失效：二、模具失效分析模具失效分析的步驟： 生產(chǎn)現(xiàn)場調(diào)查 模具用材和制造工藝調(diào)查 對模具進行失效分析 模具失效原因主要產(chǎn)生在制造過程：結構設計不當材料選擇和質量問題毛坯鍛造不良機械加工缺陷熱處理不當裝配精度不高例：冷沖壓沖頭的失效分析R處斷裂 沖擊疲勞造成D處磨損超差 表面硬度不足造成改進措施： 增加R處的過渡圓角 D處采用表面強化處理第二節(jié) 影響模具壽命的主要因素 一、模具結構設計對模具壽命的影

7、響1、模腔結構的影響組合式優(yōu)于整體式塔形鍛造凹模式 螺栓冷鐓凹模a)為整體式，易于開裂。b)為組合式，不易開裂，壽命長。2、模腔過渡圓角半徑R的影響 冷擠壓凹模幾何形狀及尺寸對模具壽命的影響： 由圖可見，金屬入口處的形狀和內(nèi)圓角半徑R對模具壽命影響很大，增大圓角半徑R，可提高模具壽命。根據(jù)經(jīng)驗：r=(23.5)R適宜3、模具工作部位角度的影響 反擠壓凸模結構與壽命： a)、b)凸模頂部設有斜角，所受單位擠壓力小，模具壽命較c)顯著提高。模鍛斜角及圓角半徑對應力的影響： 由圖可見，模鍛斜角越大，圓角半徑越大，底部所受最大比較應力越小。二、模具制造質量對模具壽命的影響 零件加工精度高，模具受力狀態(tài)

8、合理，模具壽命高。 Ra低，磨損小，產(chǎn)生裂紋的傾向小，模具壽命高。 硬度均勻，耐磨性、抗疲勞性好，模具壽命高。 裝配精度高，模具壽命高。三、模具材料對模具壽命的影響 模具材料種類：同一模具使用不同的模具材料，模具壽命不同。 零件硬度：不同工作條件的模具，硬度要求不同，并非硬度越高模具的壽命越長。 冶金質量：冶金缺陷多，材質均勻性差，純凈度低，模具壽命短。 新材料：積極使用新材料可以提高模具壽命。四、熱處理質量與表面強化對模具壽命的影響 正確的預先熱處理規(guī)范對提高模具壽命起著很大作用。 采用先進的強韌化方法（淬火+回火）可以提高模具的壽命。 表面強化處理可以大幅度提高模具壽命。五、模具的使用對模

9、具壽命的影響 1、鍛壓設備的精度、剛度差，將加速模具的磨損。 2、被加工材料性質不符合要求，對模具壽命產(chǎn)生影響。 3、模具的安裝與使用條件。體現(xiàn)在安裝精度、潤滑油選擇、冷卻措施的合理性。 4、模具的操作規(guī)程及維護。主要體現(xiàn)在模具使用過程中的后續(xù)處理，中途保溫、中間去應力回火。 5、入庫防銹、及時刃磨對模具壽命都產(chǎn)生影響。第二章 冷作模具材料第一節(jié) 冷作模具對材料性能的要求一、使用性能要求冷作模具的受載形式拉伸、彎曲、壓縮沖擊、疲勞、摩擦冷作模具的失效形式磨損、開裂斷裂、變形、咬合、使用性能的基本要求：良好的耐磨性模具硬度應高于工件的30%50%模具組織應為M回或B下加細小碳化物高強度 S、壓應

10、滿足模具受載要求足夠的韌性（受沖擊載荷大、易受偏心彎曲的模具）良好的抗疲勞性：-1應滿足模具的要求良好的抗咬合性能：取決于潤滑條件和成形材料的性質二、工藝性能要求鍛造性熱鍛變形抗力低、塑性好鍛造溫度范圍寬鍛裂、冷裂及碳化物析出傾向小切削加工性切削力小、切削用量大刀具磨損小、加工表面光潔磨削加工性對砂輪質量及冷卻條件不敏感不易發(fā)生磨傷與磨裂熱處理工藝性淬透性 ：獲得淬硬層深度回火穩(wěn)定性：模具鋼受熱軟化的能力脫碳傾向、過熱敏感性淬火變形開裂傾向三、冷作模具材料的成分特點1、鋼的含量對高耐磨的冷作模具：0.7%2.3%C對高強韌性冷作模具：0.5%0.7%C2、合金化特點加入強碳化物形成元素和增加淬

11、透性的元素主要合金元素的作用：錳淬透性 減小變形有回火脆硅淬透性回火穩(wěn)定性屈服強度過熱脫碳傾向大鉻淬透性抗氧化性耐磨性有回火脆性鎳強度和韌性淬透性耐蝕性有回火脆 鉬、鎢、釩：屬強碳化物形成元素，具有二次硬化效果，對提高鋼的回火穩(wěn)定性、耐磨性、耐熱性都具有顯著作用。第二節(jié) 冷作模具材料及熱處理規(guī)范冷作模具鋼綜合分類： 低淬透性冷作模具鋼 低變形冷作模具鋼 高耐磨微變形冷作模具鋼 抗沖擊冷作模具鋼 高強韌性冷作模具鋼 高耐磨、高韌性冷作模具鋼 特殊用途冷作模具鋼一、低淬透性冷作模具鋼（一）碳素工具鋼1、主要性能特點 優(yōu)點：價格便宜，來源方便，較高的硬度，一定的耐磨性，易于鍛造，易于軟化。 缺點：淬

12、透性差，淬火易于變形、開裂 ，模具壽命短。典型鋼種：T7A、T10A、T12A2、熱加工工藝1）鍛造 鍛造工藝見表23。工藝要點： 終鍛溫度不能過高，冷卻速度不宜過緩（鍛后空冷），以避免析出二次網(wǎng)狀滲碳體。無粗大或網(wǎng)狀碳化物時，采用球化退火。出現(xiàn)粗大或網(wǎng)狀碳化物時，先正火再球化退火。2）退火與正火鍛后模具毛坯應經(jīng)預備熱處理：球化退火和正火工藝見表2-4、2-5。3）淬火與回火 碳素工具鋼淬火和回火工藝規(guī)范見表2-6，但對于具體模具應進行選擇。淬火溫度的選擇考慮的因素見圖2-1、2-2。 圖2-1 淬火溫度對T10A鋼強韌性的影響 圖2-2 淬火溫度對T8鋼淬硬層深度的影響 綜合分析如下： 提高

13、淬火溫度，鋼的強韌性下降，變形、開裂的傾向增大。但提高淬火溫度，可提高淬透性，增加硬化層深度，提高模具的承載能力。據(jù)此，碳素工具鋼制模具的淬火溫度選擇原則是：對于小型模具，可采用較低淬火溫度（760780）。對于較大型模具，適當提高淬火溫度（800850）。對于形狀復雜的模具，應采用較低淬火溫度。淬火冷卻方式的選擇冷卻方式水溶液、油冷水溶液油、水溶液硝鹽分級淬火、等溫淬火具體冷卻方法及適用范圍見表2-7。 回火溫度選擇 淬火后應及時回火，回火溫度根據(jù)性能要求而定。圖2-3所示為碳素工具鋼的力學性能與回火溫度的關系。圖2-3綜合分析，回火溫度確定如下：硬度要求較高時，宜采用150200回火。抗彎

14、強度要求較高時，宜采用220280回火回火時間 12小時回火冷卻 油冷或硝鹽浴3、應用范圍 碳素工具鋼只適宜制作尺寸較小、形狀簡單受載輕、生產(chǎn)批量不大的模具。 如：T7-輕載小型冷作模，T8-拉深模，T10-冷鐓模，T12-拉絲、切邊模（二）GCr15鋼1、主要性能特點GCr15鋼是專用軸承鋼，冶金質量較高，與碳工鋼相比：硬度高，耐磨性好 接觸疲勞強度高淬透性高，淬、回火變形開裂傾向小回火穩(wěn)定性高，有較高的強韌性使用壽命大幅提高2、熱加工工藝GCr15鋼的鍛造性能較好，工藝規(guī)程一般是： 加熱溫度：10501100 始鍛溫度：10201080 終鍛溫度：850，鍛后緩冷。鍛造工藝不當，碳化物將出

15、現(xiàn)不良分布。1)鍛造2)球化退火與正火鍛后采用等溫球化退火：加熱溫度：770790，保溫24h。等溫溫度：690720，等溫46h。退火后硬度：217255HBW。鍛后若出現(xiàn)網(wǎng)狀、條狀碳化物，在退火前必須正火。正火工藝： 加熱溫度 930950。 冷卻方式 小型模塊，空冷；較大模塊，鼓風或噴霧；大型模塊，熱油中冷卻。3）淬火與回火淬火加熱溫度：830860，油冷。尺寸較大或分級淬火的模具，宜選840860。尺寸較小模具，宜選830850。箱式爐加熱應比鹽浴爐加熱溫度高。 3、應用 適于制作精度要求較高的小尺寸落料模、冷擠壓模、搓絲板和成型模。 二、低變形冷作模具鋼成分特點：碳工鋼+少量Gr、M

16、n、Si、W、V典型鋼種：CrWMn、9Mn2V、MnCrWV（一） CrWMn1、主要性能特點淬透性良好（4050模具油中可淬透）耐磨性良好（W碳化物作用）淬火變形小易形成網(wǎng)狀碳化物，鍛造不良，韌性差2、熱加工工藝1）鍛造加熱：11001150，始鍛：10501100終鍛：800850，鍛后空冷至650后緩冷2)退火與正火 退火工藝：加熱790830，等溫700720，保溫12h，爐冷至550出爐。 鍛造不良，出現(xiàn)網(wǎng)狀碳化物或粗大晶粒時，需正火。 正火工藝：930950保溫后空冷3)淬、回火圖26、27為CrWMn鋼的力學性能與淬火溫度的關系： 綜合兩圖分析：普通淬火溫度820840油冷適宜

17、，硬度可達6365HRC。 圖28為CrWMn鋼普通淬火與等溫淬火的力學性能比較。 由圖可見：要求高韌性的模具，采用等溫淬火合適。圖28 圖29、210、211為CrWMn鋼回火溫度與力學性能的關系。 由圖可見CrWMn 鋼回火溫度160200合適圖29圖210圖2113、應用范圍 主要用于制造要求變形小、形狀復雜的輕載沖裁模，輕載拉深、彎曲、翻邊模。 CrWMn鋼碳化物易產(chǎn)生偏析的問題，生產(chǎn)中往往難以解決，造成模具使用中脆斷損壞比較嚴重，建議選用MnCrWV或9CrWMn鋼替代。（二）9Mn2V鋼1、主要性能特點 與CrWMn鋼相比，二者耐磨性相近，9Mn2V鋼的碳化物不均勻性和淬火開裂的傾

18、向性比CrWMn鋼小，但淬透性低，回火穩(wěn)定稍差。2、熱加工工藝1）鍛造 始鍛：11301160，終鍛：800850，空冷至650700轉入爐灰中冷卻。 2）退火 加熱750770/35h，等溫0700/46h。3）淬、回火 圖211、圖212為9Mn2V鋼的力學性能與淬火溫度的關系。圖211圖212 由圖分析可知： 9Mn2V鋼的淬火溫度范圍較寬，在840以下淬火，力學性能基本不變，840以上淬火，綜合力學性能將會下降。因此合適的淬火溫度為780840，根據(jù)模具的性能要求在此范圍可適當調(diào)整。 淬火一般采用油冷，形狀復雜的模具可用100熱油冷卻或硝鹽浴分級淬火。 圖214是回火溫度對9Mn2V鋼

19、的硬度和沖擊韌性的影響，分析可知： 因此， 9Mn2V鋼適宜的回火溫度為160180。在200250回火，出現(xiàn)明顯的回火脆。在200以上回火，硬度下降速率增大，表明回火穩(wěn)定性差。3、應用范圍 9Mn2V鋼適用于制作鋼板厚度小于4mm的冷沖模，還適合制作精密量具。圖214（三）其他低變形冷作模具鋼 應用較多的低變形冷作模具鋼還有9CrWMn、MnCrWnV、SiMnMo等。往往作為CrWMn和9Mn2V的替代鋼種，使用效果良好。 Cr12 型鋼包括 Cr12、Cr12MoV、Cr12Mo1V1。其中Cr12Mo1V1屬于新型鋼種。 此類鋼從成分特點看屬于高碳高鉻鋼，從組織特點看屬于萊氏體鋼，從應

20、用上看，應用廣，用量大。既有傳統(tǒng)鋼種，也有新型鋼種，典型鋼號有：Cr12、Cr12MoV、Cr12Mo1V1、Cr4W2MoV. （一） Cr12 型鋼三、高耐磨微變形冷作模具鋼1、主要性能特點應用狀態(tài)，組織中含有大量鉻的碳化物顆粒，耐磨性很高。具有高硬度、高抗壓強度和高承載能力。淬火變形小，通過淬火溫度的調(diào)整可達微變形程度。Cr12 型鋼特點比較： Cr12碳量高達2.3%，碳化物不均勻性嚴重，脆性大；Cr12MoV碳量減少至1.5%，Mo、V加入碳化物細化，韌性增加； Cr12Mo1V1鋼Mo、V進一步增加，碳化物更加細化，韌性更好，但鍛造性稍差，難退火。2、熱加工工藝1）鍛造 Cr12型

21、鋼因是萊氏體鋼，軋制后仍殘留明 顯的帶狀和網(wǎng)狀碳化物，將造成模具淬火開裂，嚴重損害鋼的力學性能，必須嚴格鍛造，使碳化物級別符合要求。 （P24：表211為碳化物級別與力學性能的關系）鍛造工藝預熱750850，加熱10501100始鍛10001050，終鍛850900Cr12型鋼鍛造性能差，必須堅持多向、多次鐓拔才能使碳化物碎化并分布合理。2）退火 鍛后應及時退火。等溫退火工藝加熱850870/24h等溫740760/46h爐冷至550以下出爐空冷退火后的硬度為207255HBW，便于切削加工。3）淬火與回火 圖215、216是淬火溫度對Cr12MoV鋼的組織和性能的影響。圖215圖216由圖分

22、析可知：隨著淬火溫度升高，淬火硬度相應增加。淬火溫度大于1050若再提高淬火溫度，殘留奧氏體大幅增加導致硬度急劇下降。淬火溫度大于1050淬火，奧氏體變粗，抗彎強度、沖擊韌度明顯降低。圖217、218、219是回火溫度對Cr12MoV鋼力學性能的影響。圖217圖218圖219由圖分析可見：鋼在520左右回火出現(xiàn)明顯的二次硬化。在200左右回火，其抗彎、抗壓強度最高。在400左右回火，斷裂韌度最高。 因此，Cr12 型鋼的淬火、回火溫度應根據(jù)模具的性能要求而定，一般可選用三種淬回火工藝。 低溫淬火及低溫回火淬火溫度分別為Cr12 鋼950980， Cr12MoV鋼為10001020， Cr12M

23、o1V1鋼為9801040，回火都為180200。性能特點：具有高的硬度、耐磨性及韌性，但抗壓強度較低 高溫淬火及高溫回火 淬火溫度分別為： Cr12 鋼為10001100， Cr12MoV鋼為11151130， Cr12Mo1V1鋼為10601100，回火都為500520。性能特點：具有高耐磨性、熱硬性及較高抗壓強度。 中溫淬火及中溫回火 主要用于Cr12MoV鋼，淬火溫度為10201040，回火400425。性能特點：最好的韌性，較高的斷裂韌度。 Cr12 型鋼淬火可采用空冷、油冷、分級淬火，回火可采用油冷或空冷，回火次數(shù)13次。3、應用范圍 Cr12鋼：只適用于制造沖擊負荷小、耐磨性要求

24、高的沖切薄硬鋼板的沖裁模。 Cr12MoV和Cr12Mo1V1鋼：廣泛用于制造大截面、形狀復雜的重載模具，如切邊模、落料模、滾邊模、拉絲模。Cr12Mo1V1脆斷傾向最小，模具壽命是Cr12MoV的幾倍。（二）Cr4W2MoV鋼 Cr4W2MoV鋼是新型中合金冷作模具鋼，Cr量比Cr12型鋼減少2/3，性能相近，主要特點如下：1、主要性能特點共晶碳化物顆粒細小，分布均勻。具有較高的淬透性和淬硬性。具有較好的耐磨性和尺寸穩(wěn)定性。（具體性能指標見教材表212、213）1、熱加工工藝 Cr4W2MoV鋼鍛造溫度較窄，變形抗力較大，鍛造時應注意這點。加熱：11301150，始鍛：10401060終鍛：

25、850，坑冷或熱砂緩冷。2）退火 采用等溫退火。1）鍛造加熱：860/3h，爐冷至760等溫46h出爐緩冷。（球化效果良好，硬度小于241HBW）3）淬火與回火根據(jù)模具工作條件可采用兩種淬回火工藝： 要求耐磨性和熱硬性高的模具：10201040淬火，520540三次回火。 要求韌性好、變形小的模具：960980分級淬火，270290回火二次。 Cr4W2MoV鋼主要用于制造各種沖模、冷鐓模、落料模、冷擠凹模及搓絲板，可替代Cr12 型鋼。3、應用范圍三、其他高耐磨微變形冷作模具鋼 中合金冷作模具鋼Cr6WV：具有較好的耐磨性和韌性的配合，碳化物分布均勻，淬火變形小。主要用于制造高強度、高耐磨和

26、承受一定沖擊載荷的模具，如鉆套、冷沖模及沖頭等。 中合金空冷模具鋼Cr5Mo1V：引自美國的A2開發(fā)的新鋼種，具有良好的空冷硬化性能，這對制造形狀復雜的冷沖模是極為有利，特別適于制造要求高耐性又要求好的韌性的模具，如下料模、沖頭、滾絲模、剪刀片等。（以上兩只鋼的熱處理工藝見教材表214）四、高強度高耐磨冷作模具鋼典型鋼種：即高速鋼W18Cr4V、W6Mo5Cr4V21、主要性能特點成分特點：Wc：0.7%0.9% 性能特點：具有高屈服強度、高抗壓強度、高抗彎強度，高耐磨性，同時具有很高的回火穩(wěn)定性和熱硬性。承載能力位于各傳統(tǒng)冷作模具鋼之首。（與Cr12MoV的性能比較見教材表215） 主要缺陷

27、：軋材中存在大量的合金碳化物，并且成帶狀、網(wǎng)狀、塊狀分布，只能用改鍛的方法使之細化。其次，導熱性差、韌性不足，易脫碳氧化。耐磨性比較見圖220圖2202、熱加工工藝1）鍛造 鎢系高速鋼：加熱11201150，始鍛10401050，終鍛900950，鍛后坑冷、砂冷或爐冷。鉬系高速鋼：始鍛10001020，終鍛850工藝要點：應反復鐓粗與拔長，鍛造比一般為10左右2）退火 常采用等溫退火 W18Cr4V鋼：加熱870880/24h，等溫720750 /46h，隨爐冷至600650 出爐空冷。 W6Mo5Cr4V2鋼：加熱850860 ，其余工藝參數(shù)同上。3）淬回火 高速鋼傳統(tǒng)的用途主要用制造高速切

28、削的各類刀具，為了滿足刀具的熱硬性和耐磨性的要求，常采用高淬高回的熱處理工藝，這種處理對于刀具雖然滿足了熱硬性和耐磨性的要求，但韌性不足。 W6Mo5Cr4V2鋼經(jīng)不同淬火溫度和回火溫度的處理，其硬度和韌性的變化見圖221。圖221 由圖可見，如要求較高的韌性，采用低溫淬火工藝較合理。 因此，高速鋼用于重載模具常采用低淬低回或低淬高回的工藝。具體工藝如下： W18Cr4V鋼：11001250加熱淬火，560 回火三次或150250 回火一次。 W6Mo5Cr4V2鋼：10501200 加熱淬火，560 回火三次或150250 回火一次。經(jīng)此處理硬度約為5864HRC，韌性良好。3、應用范圍 高

29、速鋼主要用來制作重負荷沖頭，如冷擠壓鋼鐵材料的凸模，冷鐓沖頭，中厚鋼板沖孔沖頭（1025），直徑56mm的小凸模以及用于沖裁奧氏體鋼、彈簧鋼、高強度鋼板的中、小凸模和粉末冶金壓模等。 W6Mo5Cr4V2鋼的綜合性能優(yōu)于W18Cr4V鋼，制作重載沖頭的使用效果更好。五、抗沖擊冷作模具鋼 這類鋼化學成分接近合金調(diào)質鋼，主加元素Mn、Si、Cr、W、Mo（見教材表217）。（一）鉻鎢硅系鋼典型鋼種：4CrW2Si、5CrW2Si、 6CrW2Si（均已納入國標）1、主要性能特點淬透性良好，碳化物少，組織均勻，淬火組織以板條狀馬氏體為主。具有高抗彎強度，高沖擊疲勞抗力高韌性和一的耐磨性?？箟簭姸鹊?，

30、熱穩(wěn)定性差。淬火變形難以控制，脫碳敏感性較大。2、熱加工工藝1）鍛造 始鍛：11501180，終鍛：800850 ，鍛后緩冷。2）退火 普通退火：加熱800820/35h，爐冷至550出爐空冷。為了改善切削加工性可采用軟化退火（高溫回火）。 工藝：加熱710740/36h，爐冷或空冷。3）淬火與回火圖222為鉻鎢硅系鋼的熱處理特性：a）淬火溫度對6CrW2Si鋼的硬度和沖擊韌度的影響b） 5CrW2Si鋼的淬火工藝、回火溫度對硬度的影響c） 5CrW2Si鋼的淬硬層曲線d）回火溫度對6CrW2Si鋼硬度、沖擊韌度的影響 綜合分析可知： 鉻鎢硅系鋼具有較好的淬透性及明顯的強韌性峰值。淬硬性低的4

31、CrW2Si鋼進行滲碳淬火，可以獲得良好的綜合力學性能。 鉻鎢硅系鋼在300350回火有輕微的回火脆，450左右回火可以獲得較高的沖擊韌度。因此回火工藝有兩種選擇，即20250低回和430470中回。鉻鎢硅系鋼適宜的淬回火工藝為：淬火加熱：860900油冷，淬火硬度5357HRC回火加熱消除應力，穩(wěn)定組織：200250，5358HRC良好韌性：430470，4550HRC3、應用范圍4CrW2Si鋼：主要制造大中型重載冷鐓沖頭及精壓模 5CrW2Si鋼：主要制造重載冷剪刀片、中厚鋼板穿孔沖頭及風動工具等。 6CrW2Si鋼：常用于耐磨和強度要求較高的重載沖模、壓模。（二）9SiCr 該鋼是傳統(tǒng)

32、的低合金工具鋼，廣泛用于制造薄刃具，也多用于制造形狀復雜的輕載冷沖模。主要性能特點：具有較好的淬透性和回火穩(wěn)定性。碳化物顆粒細小，組織均勻。淬火變形較小。脫碳傾向大。淬回火工藝： 圖223為淬、回火溫度對9SiCr鋼的力學性能的影響綜合分析可知，適宜的淬回火工藝為：淬火工藝：加熱860880油冷、分級?；鼗鸸に嚕河捕纫鬄?264HRC時，取180220回火。硬度要求為5658HRC時，取280320回火。硬度要求為5456HRC時，取350400回火。應用范圍： 主要用于制造形狀復雜、變形小，耐磨性要求較高的冷作模具，如沖模、打印模、搓絲板、冷軋輥等。（三）其他抗沖擊冷作模具鋼 典型的合金彈

33、簧鋼60Si2Mn常作為抗沖擊工具、模具使用，如標準件行業(yè)中的冷鐓模沖頭、螺母冷鐓模具等。（抗沖擊冷作模具鋼的常規(guī)熱處理工藝見教材表218）六、高強韌性冷作模具鋼 低合金鋼、不銹鋼和軸承鋼冷擠壓技術的發(fā)展對冷作模具鋼擔出了更高的要求，不但要有高硬度、高耐磨性，而且還要有高韌性。能夠滿足這些性能要求的只有近年來研制的降碳高速鋼、基體鋼、低合金高強度鋼、馬氏體時效鋼等。其典型鋼種的牌號及成分見教材表229。（一）降碳高速鋼6W6Mo5Cr4V（6W6）1、主要性能特點 與高速鋼比較碳、釩含量減少較多，使得碳化物總量減少，碳化物不均勻性得到改善。 淬火硬化狀態(tài)的抗彎強度和塑性提高了30%50%，沖擊

34、韌度提高了50%100%，硬度降低了23HC。易脫碳，耐磨性稍差。2、熱加工工藝 1）鍛造 始鍛溫度：10501100，終鍛溫度：850900，鍛后緩冷。2）退火 可按高速鋼進行。 3）淬回火 圖224是淬、回火溫度對6W6鋼的力學性能的影響：圖 224 由圖分析可知：為了獲得良好的韌性和較高的耐磨性，可采用較低溫度淬火和較高的回火溫度，即： 加熱11801200油淬，560580/1.5h回火三次。3、應用范圍 6W6鋼主要用于取代高速鋼或Cr12型鋼制作易于脆斷或開裂的冷擠壓凸?；蚶溏吥?，壽命可提高210倍；用于大規(guī)格的圓鋼下料剪刀壽命可提高10倍。（二）基體鋼是指具有高速鋼正常淬火時基體

35、成分的鋼。典型鋼種：65Cr4W3Mo2VNb（65Nb）7Cr7Mo2V2Si（LD）5Cr4Mo3SiMnVAl(012Al)1、65Nb鋼 （1）主要性能特點具有高速鋼的強度、硬度和耐磨性，又有較好的韌性。鋼的工藝性能得到很大改善，直徑小于50mm的鋼軋材坯料不需改鍛，仍可獲得滿意的性能和壽命。（2）熱加工工藝 1）鍛造 始鍛：10801120，終鍛：900850，鍛后緩冷。2）退火 加熱860/730740等溫。 該鋼退火易軟化，延長等溫時間，硬度可降至180HBW，為模具的冷擠壓成型提供了條件。 3）淬火與回火 圖225是淬火溫度對65Nb鋼力學性能的影響 由圖可見，當淬火溫度大于1

36、180，晶粒粗化，殘余奧氏體增加，硬度、強度下降。適宜淬火溫度為：10801180回火溫度與力學性能的關系見教材表220。由于有二次硬化現(xiàn)象，65Nb鋼一般采用高溫回火，回火溫度為520580/12h，二次。圖225 生產(chǎn)中常根據(jù)模具的不同用途，采用不同的淬、回火工藝，具體工藝方案及性能見教材表221。（3）應用范圍 65Nb鋼適于制作形狀復雜的非鐵金屬擠壓模、冷沖模、冷剪模及單位壓力為2500MPa左右的鋼鐵材料冷擠壓模具，也可用于軸承、標準件、汽車行業(yè)中的鍛模、沖模及剪切模具可獲得高的使用壽命。2、7Cr7Mo2V2Si（LD） 該鋼不含鎢，鉻、鉬、釩含量都高于高速鋼基體，二 次硬化強烈，

37、淬透性提高，晶粒細化。 所以，該鋼性能優(yōu)于Cr12型鋼、高速鋼、，具有高強度、高韌性和高耐磨性。 其次是冷熱加工工藝性良好，通用性強。（1）主要性能特點（2）熱加工工藝 1）鍛造 宜緩慢加熱，鍛造溫度嚴格控制在11301150，終鍛溫度為850，鍛后砂冷。 2）退火 采用球化退火。加熱840860/2h，等溫700720/46h，緩冷至400以下出爐空冷。 3）淬火與回火 LD鋼淬火溫度與硬度、晶粒度、殘留奧氏體量的關系及回火硬度見教材表222、223。 綜合分析：淬火溫度為11001150。淬后有34%的殘留奧氏體。 回火溫度540570/12h，回火23次。高韌性要求的模具，也可以采用低淬

38、低回工藝。 （3）應用范圍 廣泛用于冷擠、冷鐓、沖壓和彎曲等冷作模具的制造，其壽命可比高鉻鋼、高速鋼提高幾倍到幾十倍。3、5Cr4Mo3SiMnVAl(012Al)（1）主要性能特點碳量較低，為0.47%0.57%。強韌性高，熱疲勞性好。是冷、熱兼用型模具鋼。滲碳性能良好，可通過滲氮進一步提高耐磨性。（2）熱加工工藝該鋼導熱性差，變形抗力大，鍛造較為困難。鍛造工藝：加熱11001140， 始鍛10501100 終鍛850以上，鍛后砂冷。 退火工藝：加熱850870/4h，爐冷至710720/6h，保溫結束爐冷至550出爐空冷。 淬火工藝：用于冷作模具最佳工藝為500和800二次預熱，鹽浴加熱1

39、0901120油淬。 回火工藝：510回火二次，每次2h油冷。回火硬度為6062HRC。（3）應用范圍 012Al用于冷作模具，主要替代Cr12MoV鋼制作冷鐓模、中厚鋼板凸模、搓絲板、內(nèi)六角凸模、切邊模等，使用壽命比Cr12MoV鋼大幅提高。（三）6CrNiSiMnMoV（GD） 基體鋼的缺陷是：合金化程度高，鋼材成本較大。淬火溫度區(qū)間都較窄，一般不能用箱式電阻爐加熱，限制了該項鋼在中小企業(yè)的推廣使用。GD鋼就是針對上述缺陷研制的新鋼種。 主要性能特點： 鋼的韌性、抗壓強度等性能顯著優(yōu)于CrWMn和Cr12MoV鋼，但耐磨性略低于Cr12MoV。 碳化物偏析小，可以不改鍛，下料后直接使用。

40、淬透性良好，空冷可以淬硬，淬火變形小。 淬火加熱溫度低，區(qū)間寬，可采用油淬、風冷及火焰加熱淬火，回火溫度也低，利于節(jié)能。 淬硬性良好，油淬硬度可達6465HRC，空淬硬度可達6061HRC最佳熱處理工藝： 淬火加熱870930，回火175230/2h一次。 應用范圍：GD鋼主要替代CrWMn、Cr12型鋼、9Mn2V、6CrW2Si鋼制造各種異形、細長薄片冷沖凸模，形狀復雜的大型凸凹模，中厚鋼板沖裁模、剪刀片及精密淬硬型塑料模具等。（四）7CrSiMnMoV（CH-1） CH-1鋼又稱火焰淬火鋼，也稱低合金空淬模具鋼。是為適應大型、特大型模具的熱處理要求、縮短制造周期、節(jié)約生產(chǎn)成本而研制的新鋼

41、種。主要性能特點： 具有高強韌性（參見教材表226）。耐磨性良好（見下圖）。CH-1鋼耐磨性比較 淬火溫度范圍很寬，在860960范圍內(nèi)變化，利于火焰加熱淬火。 淬透性好，淬硬性高，熱處理變形小，空冷后硬度可達60HRC以上。碳化物偏析小，塑性變形抗力低，鍛造性能良好。焊接工藝性好，能滿足沖模的焊補要求。應用范圍： 主要用于大型、形狀復雜的多孔位薄板冷沖模，如汽車覆蓋件冷沖模，也可以替代Cr12MoV鋼制造強韌性要求高的冷作模具。（五）8Cr2MnWMoVS（8Cr2S） 8Cr2S鋼又稱易切削精密冷作模具鋼，主要性能特點如下： 淬透性、淬硬性良好，100mm的圓鋼空淬或硝鹽分級淬火，硬度可達

42、6164HRC。 熱處理工藝簡單，作為預硬鋼的熱處理工藝為：（860880）2min/mm空冷，（550620）2h回火。作為高硬態(tài)模具的熱處理工藝為：860900空淬，160250回火。具有較高的強韌性（見教材表228）。 切削加工性良好，退火態(tài)可比一般工模具鋼縮短加工工時30%以上，硬度為4045HRC的調(diào)質狀態(tài)仍可采用高速鋼刀具順利地進行車、銑、刨、鉆、鏜 攻螺紋等常規(guī)加工。熱處理變形小。 具有良好的表面熱處理性能。應用范圍： 作為預硬鋼，適于制作精密的塑料模、膠木模和印刷電路板沖孔模，與其他模具鋼相比，配合精度提高，使用壽命提高。 作為高硬態(tài)鋼，主要制作精密零件的沖裁模，如手表零件、電

43、子零件的沖裁模，壽命較傳統(tǒng)模具鋼都有大幅提高。（高強韌性冷作模具鋼的熱處理規(guī)范見教材表229）七、高耐磨高韌性冷靜作模具鋼 高強韌性冷作模具鋼由于鋼中含碳量的減少，耐磨性不如高鉻鋼和高速鋼，高耐磨、高強韌性冷作模具鋼彌補了這類鋼不足。典型鋼種： 9Cr6W3Mo2V2（GM）Cr8MoWV3（ER5）（一）GM鋼1、主要性能特點 與高鉻鋼、高速鋼相比，碳化物不均勻程度大大降低，晶粒細化，強度、韌性提高，具有最佳的耐磨性和強韌性配合。（見教材表231）2、熱加工工藝 （1）鍛造 加熱11001150，始鍛1100，終鍛850900，鍛后緩冷并及時退火。 （加熱要緩，錘擊時應按輕重輕法則操作） （

44、2）退火 采用球化退火。加熱850870/3h，爐冷至730750/46h，爐冷至500出爐。（3）淬火與回火 圖227 淬火溫度對GM鋼硬度的影響見圖227。淬火溫度對GM鋼殘留奧氏體量的影響見圖228。 淬火溫度對GM鋼奧氏體晶粒尺寸的影響見圖229。 圖228 圖229 由圖分析可知：GM鋼有較寬的淬火溫度，淬火后晶粒細小，殘留奧氏體量少。通常淬火溫度為：10801120，油淬。 淬火硬度為：6466HRC。回火溫度對GM鋼硬度的影響見圖230。 圖230 由圖可見，GM鋼二次硬化能力顯著高于Cr12型鋼，接近高速鋼水平，硬化峰值范圍寬，說明回火穩(wěn)定性高。GM鋼適宜的回火溫度為：5205

45、40/2h，回火2次.3、應用范圍 主要用于多工位級進模、高強度螺栓滾絲模和電機 轉子片復式?jīng)_模等，其壽命比65Nb鋼和Cr12MoV鋼提高26倍以上。（二）ER5鋼1、主要性能特點 與基體鋼相比，ER5鋼提高了C、V、Cr、Mo、W等碳化物元素的含量，因此，在保持高韌性的同時，耐磨性比基體鋼、GM鋼好，遠遠超過Cr12MoV（見教材表232、233）。2、熱加工工藝 鍛造：鍛造性能良好，始鍛1150，終鍛900。 退火：860/2h，冷至760/4h，爐冷至500以下出爐空冷，硬度為220240HBW。 淬火與回火：淬火溫度寬，二次硬化效果好，熱處理變形小。一般工工藝為1120加熱，550三

46、次回火。 應用范圍：適于制作大型重載冷鐓模、精密冷沖模等。如用ER5制作的電動機硅鋼片沖模，總壽命達500萬次。八、特殊用途冷作模具鋼耐蝕冷作模鋼：9Cr18、Cr18MoV、Cr14Mo等。 這類鋼的成分特點是高碳高鉻，淬火后馬氏體中含鉻量高達12%，所以，既有高的耐磨性又有良好的耐蝕性能，主要用來制作耐蝕塑料模具。無磁模具鋼：7Mn15Cr2Al3V2WMo 該鋼錳含量高，在使用狀態(tài)呈穩(wěn)定的奧氏體組織，所以導磁率非常低，在磁場中不被磁化，主要用來制造磁性材料的成型模具和無磁軸承。 熱處理工藝：1170固溶淬火，650750時效15h，可獲得較高強度、硬度和耐磨性，但切削加工性較差。九、硬質

47、合金種類：金屬陶瓷硬質合金、鋼結硬質合金1、金屬陶瓷硬質合金成分：碳化物粉末（WC、TiC)+粘結劑（Co、Ni） 性能特點：具有高硬度、高抗壓強度和高耐磨性，脆性大，不能進行鍛造、熱處理及切削加工。 應用：用于冷沖模的硬質合金一般是鎢鈷類（ Co+ WC），主要用于制作多工位級進模、大直徑拉深凹模的鑲塊。（鎢鈷類硬質合金的力學性能見教材表234）2、鋼結硬質合金鋼結硬質合金與金屬陶瓷硬質合金比較： 粘結劑為合金鋼粉末。 力學性能特點相同，但鋼結硬質合金具有可加工性和熱處理性。典型牌號：GT35、TLMW50、DT其中DT合金是較理想的有代表性的工模具材料（1）DT合金的力學性能（見教材表23

48、5） 具有高硬度、高耐磨性和高強度，又有一定的韌性，還具有較好的抗熱裂能力，不易出現(xiàn)崩刃、碎裂等。（2）DT合金的熱加工特性 等溫球化退火工藝：860880/23h，爐冷，700720/6h，爐冷至550以下出爐空冷。 淬火、回火工藝： 預熱800850，加熱10001020油淬。 回火溫度取決于合金鋼基體的成分，一般采用低溫回火或高溫回火，回火時間為2h。鍛造工藝： 經(jīng)燒結態(tài)的合金必須經(jīng)過鍛造成形，提高合金密度，降低碳化物偏析。DT合金導熱性差，預熱要充分，加熱要緩慢均勻，要防止氧化脫碳，變形量控制在5%，采用輕錘快打，防止鍛裂。鍛后要緩冷，嚴禁水冷、空冷。 工藝為：預熱700800，始鍛1

49、1501200，終鍛880900。（3）DT合金的切削加工 DT合金退火后能夠進行各種切削加工，但加工難易與加工工藝參數(shù)有很大的關系。 磨削加工時，應采用高轉速，小磨削量，并供給充足的冷卻液，磨削退火工件，采用干磨合適。 電加工后，一般要采用二次回火來消除硬化層，并仔細研磨電加工面。（4）DT合金的應用 DT合金性能優(yōu)越，現(xiàn)已越來越多地用于制造冷鐓模具、冷擠壓模具、沖裁模具、拉深模具等，使用壽命比高速鋼和高鉻鋼提高幾倍到幾十倍。 DT合金價格比合金鋼貴幾倍，小批量生產(chǎn)時，技術經(jīng)濟效益不明顯。為了節(jié)約材料，制作模具時，一般采用鑲套、焊接、粘結和機械組合連接的方法。第三節(jié) 冷作模具的選材一、冷作模

50、具的選材原則1、滿足模具的使用性能要求 根據(jù)模具的工作條件、結構尺寸和生產(chǎn)批量確定所選材料應具備的主要性能指標。2、滿足模具的工藝性能要求 根據(jù)模具的制造工藝方法、尺寸大小、精度要求等，要考慮所選用的模具材料是否能滿足模具制造的各種工藝性能要求。 如：可鍛性、可加工性、焊接性、淬透性、氧化脫碳傾向、淬火變形和開裂傾向等。3、經(jīng)濟性盡可能選用價格低廉、貨源豐富、供應方便的材料。 二、常用冷作模具的材料選用（一）冷沖裁模1、工作條件及失效形式?jīng)_裁模工作部位受力情況如圖231圖231 由圖分析可知：沖裁模刃口在側向壓力F的作用下，刃口部位受到很大的彎曲應力，其次刃口部位受到?jīng)_擊和強烈的磨擦。工作條件

51、：失效形式： 磨損 刃口磨損到一定的程度會使沖裁件產(chǎn)生毛剌，為使刃口鋒利，需磨削，多次刃磨，導致失效。 崩刃、凸模折斷 安裝不良、沖裁工藝執(zhí)行不嚴或熱處理不當導致這類非正常失效。 性能要求： 高硬度、高耐磨性。足夠的抗彎、抗壓強度和適當?shù)捻g性。 板料厚度不同，要求不同。薄板以高精度、高耐磨為主；厚板以高耐磨、高強韌性為主。凸凹模要求也有差異，對凹模來說，抗壓強度和韌性比凸模高。2、冷沖裁模材料選用選材考慮的因素：產(chǎn)品的形狀和尺寸、被沖材料特性、工作載荷大小、失效形式、生產(chǎn)批量、模具成本等。一般選用概況： 對于形狀簡單、載荷輕的沖裁模 : 選用碳素工具鋼，如T10A。 對于形狀復雜、尺寸較大、載

52、荷較輕、精度較高：選用低合金工具鋼，如9SiCr、9Mn2V、CrWMn、Cr6WV等。 對于大中型模具：可選用高耐磨、高淬透性、變形小的高碳中鉻鋼、高鉻鋼、高速鋼、基體鋼和高強韌性低合金冷作模具鋼。 對于大量生產(chǎn)的冷沖裁模：選用硬質合金、鋼結硬質合金。 選材時應重視新型冷作模具材料的使用，選用時可參照教材表238。 冷作模具的材料選用實例可參考教材表237。 沖裁模輔助零件的選材及熱處理要求參見教材表239，不同的冷沖裁模具，差異性不大。（二）冷鐓模具的選材1、工作條件和失效形式工作條件： 沖擊力大，單位沖擊壓力可達20002500MPa并且沖擊頻率高。 凹模型腔表面和凸模工作表面受強烈的沖

53、擊摩擦，工作溫度可達300左右。 材料的不均、坯料端面不平、鐓機調(diào)整精度不夠，沖頭還受到彎曲應力。失效形式：擦傷 沖頭和凹模工作表面出現(xiàn)溝痕或磨損。 崩落 坯料金屬粘附在凹模上，致使凸模偏載，使局部區(qū)域成塊崩落。 脆性開裂 常見冷鐓凹模，一是擦傷和崩落處，二是整個截面淬硬或非金屬夾雜物偏析造成脆性開裂。 硬度不足，或硬化層過淺而凹陷，或因尺寸超差而過早報廢。主要失效形式：擦傷和脆性開裂性能要求： 足夠的抗壓強度和耐磨性。尤其是冷鐓凹模，需要良好的強韌性配合，硬化層控制在1.54mm，硬度5862HRC，心部需韌性較好的索氏體組織，不能整個截面淬硬。2、冷鐓模材料選用 選材考慮因素：模具零件受力

54、情況、截面大小、硬化層要求、批量大小等。一般選材情況： 對于輕載小型凹模，硬化層要求不深時可選用T10A鋼；硬化層要求較深時，選用低合金工具鋼。 對于受載較重、形狀復雜的凹模，可選用高鉻中碳鋼或高速鋼、基體鋼制作的嵌鑲塊嵌入模套內(nèi)，模套則采用韌性較好的材料。 產(chǎn)量超過20萬件以上時，可選用鎢鈷類硬質合金或鋼結硬質合金制成的嵌鑲模塊。冷鐓凸模的材料： 輕載時，大多采用T10A或低合金工具鋼；重載時，采用與凹模相同的材料制成模塊式鑲拼模具。 冷鐓模具的選材實例和輔助零件的選材可參考教材表240。（三）冷擠壓模具的選材1、冷擠壓模的工作條件和失效形式工作條件：變形抗力大。擠壓非鐵金屬時，模具截面上的

55、平均壓應力可達1000MPa以上；正擠壓鋼材時，可達20002500MPa；反擠壓時可達30003500MPa。 模具表面反復受到劇烈摩擦，使接觸面磨損大，并且模具溫升最低溫度可達160180，最高可達300400。 凸模比凹模工作條件更繁重，往往受到偏心載荷，致使沖頭受到很大的彎曲應力作用。沖頭在脫模時還受到拉應力的作用。失效形式： 擦傷磨損或氧化磨損。凸模斷裂裝配不良導致折斷模所受應力超過材料的屈服極限產(chǎn)生“劈裂”（見下圖a）脫模時，拉應力使模端部折斷，產(chǎn)生“脫帽”斷裂（見下圖b）性能要求： 必須具有高強韌性、良好的耐磨性、足夠的回火穩(wěn)定性和耐熱疲勞性。1、冷擠壓模具的材料選用 擠壓力較小

56、、批量不大的正擠壓模具，可選用碳素工具鋼和低合金工具鋼。 擠壓力較大的正擠壓模具，普遍采用Cr12型鋼，但鍛造、熱處理不良時，脆斷傾向大，模具壽命短。 承受高負荷的反擠壓凸模，可選用高速鋼，但也有脆斷問題，可用低溫淬火來提高脆斷抗力。 擠壓力較大、批量也較大的冷擠壓凸模，選用降碳高速鋼和基體鋼使用效果良好。 對于大批量生產(chǎn)的冷擠壓模具，應采用硬質全金、鋼結硬質合金。（選材示例可參考教材表241）（四）冷拉深、拉絲模具1、拉深模具工作條件： 凹模承受強烈摩擦和徑向拉應力；凸模主要承受軸向壓縮力和摩擦力的作用。工作表面溫度可達400500。失效形式： 被拉深材料撕落粘附在模具表面，形成凹凸不平的傷

57、痕或粘結成瘤，使拉深產(chǎn)品表面質量降低或成廢品。性能要求：具有高的強度和耐磨性。材料選用： 對中小模具，可選用T10A和低合金工具鋼；對大中型模具，可采用球墨鑄鐵或合金鑄鐵，批量大時，磨損部位采用較好合金鋼鑲塊硬質合金。防止粘附措施：拉深鋁、銅合金和碳素鋼時，凸、凹模應滲氮或鍍鉻。拉深奧氏體不銹鋼時，凹模應采用鋁青銅材料。高碳中鉻鋼和高碳高鉻鋼作拉深凹模時，應進行滲氮和拋光。（拉深模材料選用參照表242）2、拉絲模 拉絲變形量小，主要是刃口部分承受強烈的摩擦和徑向彎曲力。失效形式主要是磨損和崩刃，要求高硬度和耐磨性以及良好的抗粘附性能。 材料選用，主要根據(jù)被加工材料的類型、線徑大小生產(chǎn)批量等選用

58、常用合金模具鋼、硬質合金、人造金剛石等。（具體選用可參照表243）第四節(jié) 冷作模具的鍛造與熱處理一、冷作模具材料的鍛造 鍛造目的：提高材料的致密度和均勻性、細化組織、獲得合理的流線分布等。 1、高碳高合金鋼的鍛造工藝操作要點：加熱和冷卻應均勻緩慢，大尺寸坯料應先預熱再加熱。嚴格控制鍛造溫度范圍，力爭一火鍛成。鍛造工具圓角要大些，錘頭與錘砧要預熱200300。操作要領應遵循“二輕一重”和“兩均勻”的原則。盡量避免沖孔和擴孔。 為了控制鍛造質量，還應重視鍛造方法、鍛造比和鍛錘噸位的選擇。2、鋼結硬質合金的鍛造工藝要點：鋼結硬質合金坯料在鍛前應進行球化退火，坯料上的尖角、棱角應磨圓。鍛錘噸位選擇要合

59、適，參照表2-44。錘頭、錘砧、工具和胎模鍛前需預熱。鍛造比不宜過大，一般大于2，注意采用“二輕一重”的操作要領。13火一般進行鐓粗和拔長，拔長宜在V形鐵砧或胎模中進行。二、冷作模具的熱處理技術1、冷作模具的制造工藝路線 一般冷作模具：鍛造 球化退火 機械粗加工 淬火與回火 鉗修裝配。 成形磨削及電加工冷作模具 ：鍛造 球化退火機械粗加工 淬火與回火 機械加工或電加工成形 鉗修裝配。 高精度冷作模具：鍛造 球化退火 機械粗加工 去應力退火或調(diào)質 加工成形 淬火與回火 鉗工修配。熱處理工序安排應注意以下幾點： 對于高精度要求的模具為減少熱處理變形，常在機械加工之后安排高溫回火或調(diào)質處理。 對于線

60、切割加工模具，為防止線切割時變形開裂，其淬回火常采用分級淬火或多次回火和高溫回火。 為了保持模具尺寸的穩(wěn)定性，線切割之后應及時再回火2、冷作模具的淬火（1）合理選擇淬火加熱溫度 對于具體模具，在加熱工藝規(guī)范的基礎上要作精細選擇，選擇的依據(jù)主要是模具的使用性能要求。 如保證淬透、淬硬或較高的熱硬性，應選擇較高的淬火加熱溫度；如要求較高的韌性和耐磨性，應選擇較低的淬加熱溫度。（2）合理選擇淬火保溫時間 生產(chǎn)中常采用到溫入爐的方法加熱，淬火保溫時間可按以下經(jīng)驗公式確定 ：t=Dt 淬火保溫時間（min或s） 加熱系數(shù)（min/mm或s/mm），見表2-45。D 工件有效厚度（mm ） 經(jīng)驗公式僅作為